3008 殼體注塑模設(shè)計3,殼體,注塑,設(shè)計 河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 1 頁 共 29 頁殼體注塑模設(shè)計緒 論略談我國塑料模具發(fā)展方向：模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” 。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 ”；德國則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會也認(rèn)為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進入富裕社會的原動力 ”。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到 13000 億日元，遠遠超過日本機床總產(chǎn)值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至已超過了新興的電子工業(yè)。 80 年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%，1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245 億，至 2002 年我國模具總產(chǎn)值為 360 億元，其中塑料模約占 30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年 13%左右的增長速度快速發(fā)展。據(jù)預(yù)測，我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度將達到 13%～15%。模具鋼的需求量也將以年 12%的速度遞增，全國年需求量約 70 萬噸左右，而國產(chǎn)模具鋼的品種只占現(xiàn)有國外模具鋼品種的 60%，每年進口模具鋼約 6 萬噸。我國每年進口模具約占市場總量的 20%左右，已超過 10 億美元，其中塑料與橡膠模具占全部進口模具的 50%以上；沖壓模具占全部進口模具約 40%。 縱觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認(rèn)識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動相對密集。目前，我國模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進口模具的依賴。 現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設(shè)計與制造技術(shù)、專用的機床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 2 頁 共 29 頁21 世紀(jì)模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需要?？梢?，未來我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵骸罅ζ占啊V泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，逐步走向集成化。現(xiàn)代模具設(shè)計制造不僅應(yīng)強調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成?！岣叽笮汀⒕?、復(fù)雜與長壽命模具的設(shè)計與制造技術(shù)，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 ——在塑料注射成型模具中，積極應(yīng)用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)，滿足產(chǎn)品的成型需要。 ——提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。我國模具商品化、標(biāo)準(zhǔn)化率均低于 30%，而先進國家均高于 70%，每年我們要從國外進口相當(dāng)數(shù)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其費用約占年模具進口額的 3%～8% 。 ——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本推向市場。 ——積極研究與開發(fā)模具的拋光技術(shù)、設(shè)備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。 ——推廣應(yīng)用高速銑削、超精度加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。 ——開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。 ——研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。 ——開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來的多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計技術(shù)。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實實在在的新時代即將到來。 河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 3 頁 共 29 頁1 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件是多格盒零件，其形狀如圖 1-1 所示。本塑件的材料采用 PP，生產(chǎn)型為大批量生產(chǎn)。圖 1-11.1 塑件的工藝性分析1)塑件的原材料分析：該塑件材料選用 PP(聚丙烯)。屬于熱塑性塑料,從使用性能上看，該塑料具有剛度好、耐水、耐熱性強；從成型性能上看，該塑件吸水性小，熔料的流動性好，成型容易但收縮率大。另外，該塑料成型時易產(chǎn)生縮孔、凹痕、變形等缺陷，成型溫度低時，方向性明顯，凝固速度較快，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，在成型時應(yīng)注河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 4 頁 共 29 頁意控制成型溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱，冷卻速度不易過快。2）PP 塑件注射參數(shù)分析：注射溫度包括料筒溫度和噴嘴溫度料桶溫度 喂料區(qū) 30—50℃（50℃）區(qū) 1 160—250℃（220℃）區(qū) 2 200—300℃（220℃）區(qū) 3 220—300℃（240℃）區(qū) 4 220—300℃（240℃）區(qū) 5 220—300℃（240℃）噴嘴 220—300℃（240℃）括號內(nèi)的溫度建議作為基本設(shè)定值，行程利用率為 35%和 65%，模件流長與壁厚之比為 50：1 到 100：1熔料溫度 220—280℃料桶恒溫 220℃模具溫度 20—70℃注射壓力 具有很好的流動性能，避免采用過高的注射壓力 80—140MPa;一些薄壁包裝容器除外可達到 180MPa保壓壓力 避免制品產(chǎn)生縮壁，需要很長時間對制品進行保壓（約為循環(huán)時間的 30%） ；約為注射壓力的 30%--60%背壓 5—20MPa注射速度 對薄壁包裝容器需高的注射速度；中等注射速度往往比較使用于其他類的塑料制品螺桿轉(zhuǎn)速 高螺桿轉(zhuǎn)速（線速度為 1.3m/s） ；是允許的，只要滿足冷卻的時間結(jié)束前就完成塑化過程就可以。計量行程 0.5--4D（最小值——最大值）4D 的計量行程為熔料提供足夠長的駐留時間是很重要的殘料量 2~8mm 取決于計量行程和螺桿轉(zhuǎn)速預(yù)烘干 不需要； 如果儲藏條件不好。在 80℃的溫度下烘干 1h 就可回收率 可以達到 100%回收收縮率 1.25%~2.5%;收縮率高；24h 后不會再收縮（成型后收縮）澆口系統(tǒng) 點式澆口或多點澆口；加熱式熱流道，保溫式熱流道，內(nèi)澆套澆口位置在制品最厚點，否則會發(fā)生大的縮水。機器停工時段 無需用其他材料進行專門的清洗工作；PP 耐高溫河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 5 頁 共 29 頁料桶設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)螺桿，標(biāo)準(zhǔn)使用的三段式螺桿，對包裝容器類制品，混合段和切變段幾何外形特殊（L：D=25：1）直通噴嘴，止逆閥。3)塑件的結(jié)構(gòu)分析從零件圖上分析,該零件總體長度為長方形,內(nèi)部有九個較深的空腔。塑件長130mm,寬 120 mm.底部為長 24mm,寬 3mm,高 9mm 的對稱小凸臺。對于凸臺在型腔中開一個凹槽即可以解決?？傮w上看制件結(jié)構(gòu)比較簡單但制件的截面積為面積較大的盲孔，制件包緊型芯時易形成真空，因此設(shè)計時需要設(shè)置引氣裝置。4）塑件的尺寸精度分析制件的精度等級；塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸 與產(chǎn)品圖中尺寸的 程度，即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。影響塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨損程度；其次是塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化等，因此塑件尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。因該塑件材料是 PP，精度等級要求不高，塑件上又未注公差尺寸，所以應(yīng)選用塑件精度等級為 MT5，該塑件的精度等級較低，考慮到制件受模具活動部分的影響，取公差值和附加值之和，MT2 級取 0.05，MT3-5 級取 0.1。由以上分析可見，該塑件的尺寸精度不高，對應(yīng)的模具相關(guān)零件尺寸加工可保證。從塑件的壁厚上來看，壁厚均勻，有利于零件的成型。5)塑件的表面質(zhì)量分析塑件表面要求沒有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì),因為塑件外表面要與人手接觸,所以要求表面盡量光滑,塑件表面沒有其它要求,所以比較容易成型。1.2 計算塑件的體積和質(zhì)量計算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。塑件的體積=整個塑件形狀所包圍體積-九個空腔的體積+凸臺體積。所以塑件體積 V=84×130×120-(19×38×6+34×38×3)×117+24×3×9×2=1310400-960336+1296=351360 立方毫米河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 6 頁 共 29 頁=351.360 立方厘米塑件的總質(zhì)量=塑件的總體積×塑件材料的密度=351.360×0.9=316.224g 本塑件采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)，考慮起外形尺寸。注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有的設(shè)備情況，初步選用注塑機為 XS—ZY—500 型。1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定：查找相關(guān)文獻和參考工廠實際應(yīng)用的情況，PP 的成型工藝參數(shù)可做如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整）注塑溫度：包括料桶溫度和噴嘴溫度。料桶溫度：后段溫度選用 220℃中段溫度選用 240℃前段溫度選用 260℃噴嘴溫度：選用 220℃注塑壓力：選用 100MPa模具溫度：選用 70℃收縮率 ：（0.4～0.8）‰注塑時間：30s保壓： 選用 72 MPa保壓時間：5s冷卻時間：30s預(yù) 熱：（2～3）小時河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 7 頁 共 29 頁2 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。2.1 分型面的設(shè)計模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定的模具的結(jié)構(gòu)。選擇分型面時，應(yīng)該根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。選擇分型面的原則是：塑件脫出方便、模具結(jié)構(gòu)簡單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無損塑件外觀、設(shè)備利用合理。該塑件為多格形盒蓋類零件，表面沒有特殊要求，但外表面常與人手接觸，故要求外表面光滑無毛刺，所以不能把分型面設(shè)在外表面。為了有利于排氣，塑料溶體的末端應(yīng)在分型面上。塑件結(jié)構(gòu)比較簡單，不必采用側(cè)抽芯，但是塑件內(nèi)有凹槽，分型面應(yīng)該取在塑件的最大表面處。為了降低模具的復(fù)雜程度和加工 難度。故選用圖 1-2 所示的分型方式比較合理。圖 2-1 分型面的設(shè)計河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 8 頁 共 29 頁2.2 模腔數(shù)量的確定塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，但考慮到塑件內(nèi)部有九個較深的空腔且制件體積較大難于成型宜盡量采用少型腔。而塑件成型與 塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響，綜合上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量：（1）按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1公式：N1=（F/PC）/A－B/A參數(shù)： F 注塑機的鎖模力 NPC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個制件在分型面上的面積（㎜ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜ ）B 在模具設(shè)計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析 B 為（0.2～0.5） ，常取 B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為 50～100MPa 實際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用 0.8F 則N1=0.8F/APC-0.35/A=0.8×3500×10 /1.1×10 ×75×10 -0.35/1.1×10 32?62?=33.9-31=2.9 2（個）?（2） 注射機注塑量確定型腔數(shù)目 N2公式：N2=（G－C）/V參數(shù)：G 注射機的公稱注塑量（㎜ ）3V 單個制件體積 （㎜ ）C 流道和澆口的總體積（㎜ ）3生產(chǎn)中每次實際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.8 倍，取 0.8 倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的 0.2～1 倍，河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 9 頁 共 29 頁現(xiàn)取 C=0.4 則N2=（G-0.4V）/V=G/V-0.4=500/351-0.4=1.42-0.4=1.02 1（個）?從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)確定為 1 個必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是 1 或 2 個，考慮到制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于 60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計的注塑模具采用一模一腔的方案，即 N=1 2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計：澆注系統(tǒng)設(shè)計包括主流道設(shè)計、分流道設(shè)計、冷料井設(shè)計、澆口設(shè)計。澆注系統(tǒng)設(shè)計原則是：排氣良好；流程短；防止型芯和嵌件變形；整修方便；防止塑件翹曲變形；合理設(shè)計冷料穴或溢料槽；除滿足以上各點外，澆注系統(tǒng)的斷面積和長度盡量取小 Ф 值以減少澆注系統(tǒng)的塑料量，從而減少回收料。1）主流道設(shè)計。根據(jù)設(shè)計手冊查得國產(chǎn) XS—ZY—500 型注塑機的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面的半徑：R12 噴嘴前端孔徑： = 6mm 0d?R= +(1～2)mm0RD= +(0.5～1)mmd取主流道球面半徑 R=13mm取主流道的小端直徑 d=Ф4.5mm 就為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度 2 度～4 度，經(jīng)查《注塑 模結(jié)構(gòu)與設(shè)計》表 6－1 可知主流道大端直徑D=Ф6mm ，為了使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設(shè)計半徑 r=3mm 的圓弧過渡。 在保證制品成型的條件下，住流道長度應(yīng)盡量短， 河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 10 頁 共 29 頁以減小壓力損失和廢料量，通常主流道長度可小于或等于 60mm圖 2-2 主流道2.4 分流道設(shè)計：分流道的的形狀尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道的長度等因素來確定。本塑件形狀不復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道長度較短，為了便于加工起見，選用截面為梯形分流道。梯形截面分流道容易加工，且熔體的熱量散發(fā)和流動阻力都不大。查表得R=4mm。如圖所示：圖 2-3圖 2－3 半圓形分流道河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 11 頁 共 29 頁2.5 澆口設(shè)計：澆口是流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模進料系統(tǒng)的最后部分，其基本作用是：1） ．使從流道來的熔融塑料以最快的速度進入并充滿型腔；2） ．型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。澆口的設(shè)計與塑件形狀、斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注塑工藝條件(壓力)及塑料性能等因素有關(guān)系。但是，根據(jù)上述兩項基本作用來說，澆口的截面要小，長度要短，因為只有這樣才能滿足增大料流速度、快速冷卻封閉、便于與塑件分離以及澆口殘痕最小等要求。根據(jù)塑件成型要求及型腔的排列方式，用點澆口較為理想。這種澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。如圖 2－4 所示；查表得 , ,2~5.0?l3.d.???????圖 2－4 點澆口2.6 拉料桿的設(shè)計：由于模具采用的是點澆口澆注，連接強度頗低，故需要設(shè)計拉料桿，拉料桿采用倒錐型結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)圖在此不再標(biāo)示，如裝備圖所示。2.7 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計： 1）：凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計。該塑件的成型模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 12 頁 共 29 頁加工的難易程度和材料的價值利用等因素，模具采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖 2-5 所示。 圖 2-5 凹模結(jié)構(gòu)2）：凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計。該模具采用整體式凸模，型腔內(nèi)有三個小凸模。凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具的型腔，在中間型芯和側(cè)型芯的結(jié)構(gòu)形式如圖 1-5 所示。中間型芯成型部分結(jié)構(gòu) 側(cè)型芯成型結(jié)構(gòu)圖 2-6河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 13 頁 共 29 頁3 模具設(shè)計的有關(guān)計算本設(shè)計中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算。根據(jù)設(shè)計手冊查表可得 PP 的成型收縮率（增強）S=0.4～0.8﹪，故平均收縮率 S =0.6﹪，考慮到模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 = 。cp z?3?3.1 型芯和型腔的工作尺寸計算型腔的工作尺寸計算見表 1-1表一：凹模工作尺寸的計算：塑件尺寸/mm 計算公式 型腔工作尺寸/mm130 129.95+0.05120 119.95+0.0784 83.96+0.0838 33.95+0.0524 23.93+0.0619 18.95+0.033Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б2.95+0.04表二：凸模工作尺寸的計算塑件尺寸/mm 計算公式 型芯工作尺寸/mm34 34.32－0.0919 19.29－0.083Ln=(Ls+LsScp％+Δ)－Б3.2-0.03河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 14 頁 共 29 頁3.2 型腔側(cè)壁厚度計算型腔側(cè)壁：由于該塑件型腔較小，在發(fā)生彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力已超過自身的許用應(yīng)力，因此強度不足不是主要矛盾，應(yīng)該按強度計算。當(dāng)忽略拉應(yīng)力時，強度計算公式簡化為S =（apl ） 112???A21公式中：S 為型腔側(cè)壁厚度P—型腔壓力 取 40MPl —型腔長邊長度 取 38mm1a—型腔惻壁受壓高度 取 19mmA—惻壁全高度 取 20.51mm帶入公式可以得到 S =40.34mm1河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 15 頁 共 29 頁4 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算注塑模溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實現(xiàn)的，確保模具溫度在成型范圍之內(nèi)。模具加熱方法有蒸汽、熱油、熱水加熱及電加熱等方法，最常用的方法是電阻加熱；冷卻方法則采用常溫水冷卻、冷卻水強力冷卻或空氣冷卻等方法。而大部分采用常溫水冷卻法。模具溫調(diào)系統(tǒng)的功用：改善成型條件、穩(wěn)定制品形狀尺寸精度、改善制件物理性能、提高制品表面質(zhì)量。塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計可按下式進行計算：設(shè)該模具平均工作溫度為 60°，用 20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30°，產(chǎn)量為（1 分鐘 2 模）1000g/h。4.1 計算熱流量：求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為 Q ，查有關(guān)文獻得 PP 的單位熱流量為3Q =314.3～398.1J/g ,取 Q =350J/g：2 2Q =W Q =1008g/h×350J/h=352800J24.2 冷卻水的體積流量 VV=WQ /Pc (T －T )112=352800/60×1/1000×4.2－（30－20）=140cm3溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 16 頁 共 29 頁變形 尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量在選擇模具溫度時，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。在注射模具中溶體從 200 C,左右降低到 60 C 左右，所釋放的能量 5％以輻射，00對流的方式散發(fā)到大氣中，其余 95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的 2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的 10—20 倍。在次我選擇湍流。表三　冷卻水道的選?。海ㄓ杏嬎氵x?。├鋮s水道直徑d/（mm）最低流量v/（m/s）流量Ｖ/（m /min）312 1.10 7.4×10－ ３冷卻回路的布置應(yīng)根據(jù)塑件的形狀及所需冷卻溫度分布要求以及澆口位置等，設(shè)計冷卻回路為直通式，為使塑件受熱均勻，冷卻回路應(yīng)同時開設(shè)在動定模兩側(cè)。示意圖:圖 4-1 冷卻水道河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 17 頁 共 29 頁5 導(dǎo)向與定位機構(gòu)計算導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)用于動定模具之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向，任何一副模具在動定模具之間都設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)有定位作用、導(dǎo)向作用、承載作用、保持運動平穩(wěn)作用。導(dǎo)柱設(shè)計、導(dǎo)柱導(dǎo)向通常由導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙配合組成，由于該制件的制造精度要求不高，為了簡化模具結(jié)構(gòu)和縮短生產(chǎn)周期，不設(shè)計導(dǎo)套。該設(shè)計選用直通形（A 型）如圖 5-1 所示圖 5-1河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 18 頁 共 29 頁6 脫模機構(gòu)設(shè)計脫模機構(gòu)的運動要準(zhǔn)確、可靠、靈活、無卡死現(xiàn)象，機構(gòu)本身要有足夠的強度和剛度，足以克服脫模力。該塑件結(jié)構(gòu)簡單，采用一次脫模即可，選用推件板脫模機構(gòu)，推件板脫模結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是頂出力均勻、力量大、運動平穩(wěn)、塑件不容易變形、表面無頂痕、結(jié)構(gòu)簡單且不需要設(shè)置復(fù)位機構(gòu)。該脫模機構(gòu)包括推板、推桿、推板固定板。6.1 脫模力計算計算公式：Q= )1(8fmtEsl??參數(shù)：t—塑件壁厚 3 mmm—塑料的泊松比 取 0.38f—塑件與模具的摩擦系數(shù) 取 0.25L—包容凸模的長度 取 15mmS—塑件的平均厚度 取 3mm計算結(jié)果：Q=1248.20N6.2 推件板厚度計算計算公式：H=0.54L（ ）EBYO31參數(shù)：H—推板厚度 L—推桿間距 取 60mm O—脫模力 取 1248NE—鋼才的彈性模量 取 2.1 710?2cmnB—推板寬度 取 165mmY—推板最大變形量 取 0.04cm計算結(jié)果：H=2.25cm 為了確保脫模結(jié)構(gòu)的可靠性取推件板厚度為 27mm。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 19 頁 共 29 頁7 模具閉合高度的確定及標(biāo)準(zhǔn)模架的選取在支撐板與固定零件的設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗確定：定模板厚度 H =40mm，型腔板1H =120，型芯固定板厚度為 H =40mm，推件板厚度為 H =27mm，墊塊厚度2 3 4H =73mm 動模板厚度 H =30mm 脫澆板厚度 H =20(考慮模具的抽芯距)。56717.1 計算模具的閉合高度H= H ＋H ＋H ＋H ＋H ＋H + H1234567=40＋120＋40＋27＋73＋30+20=350mm 下面是模架及各模板示意圖河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 20 頁 共 29 頁圖 7-1 模架示意圖校核注塑機的開，合?？臻g[１]：模具合模時校核：320mm<350mm<420mm （模具符合注塑機的要求）[２]：模具開模時校核：350mm<350mm＋120mm<500mm （模具符合注塑機的要求）河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 21 頁 共 29 頁8 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核本模具的外形尺寸為 400mm×400mm×350mm, XS-ZY-500 型注塑機模板最大安裝尺寸是 700mm×850mm。由于上述計算的模具閉合高度為 350mm，XS-ZY-500 型注塑機的最小模具厚度為 350mm，最大模具厚度為 500mm 。8.1 模具合模時校核350mm<470mm<500mm 8.2 模具開模時校核350mm<350mm＋120mm<500mm 其中：120mm 為模具的抽拔距 。經(jīng)校核 XS-ZY-500 型注塑機能滿足使用要求故可以采用。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 22 頁 共 29 頁9 注塑模具的試模9.1 模具安裝(1) 清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。(2) 因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機器下面兩根導(dǎo)軌上墊好木板，模具從側(cè)面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模，應(yīng)保證開閉模具時平衡，靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。(3) 調(diào)節(jié)鎖模機構(gòu)，保證有足夠的開模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)。(4) 慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構(gòu)運動情況，動作是否平衡，靈活，協(xié)調(diào)。(5) 模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預(yù)定溫度 20--30℃，即可校正噴嘴與澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。(6) 開空車運轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。9.2 試模通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時是單一的，但經(jīng)常是多個方面綜合的原因。需按成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。1) 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：(1) 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。(2) 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。(3) 冷卻時間過短，物料未能固化。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 23 頁 共 29 頁(4) 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。(5) 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。2) 粘著模芯(1) 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。(2) 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。(3) 模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。(4) 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時間內(nèi)完成固化。(5) 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。3) 粘著主流道(1) 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。(2) 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。(3) 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。(4) 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。(5) 主流道拉料桿不能正常工作。一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認(rèn)為達到要求，方可進行二次注射。4) 成型缺陷當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。(1) 注射填充不足所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：a. 熔料流動阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。b. 型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 24 頁 共 29 頁塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。c. 鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。(2) 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：a. 注射過量b. 鎖模力不足c. 流動性過好d. 模具局部配合不佳e. 模板翹曲變形(3) 制件尺寸不準(zhǔn)確初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。a. 尺寸變大注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。b. 尺寸變小注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變小；模溫過高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。5) 調(diào)整措施調(diào)整時應(yīng)注意調(diào)節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 25 頁 共 29 頁10 模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖1）本模具的總裝圖見裝配圖所示。非標(biāo)準(zhǔn)件工作圖見零件圖。2）本模具的工作原理：開模時，由于制品對型腔和型心具有較大附著力及包緊力，因此Ⅰ-Ⅰ分形面首先分型，同時由拉桿 10 拉段點澆口，使流道凝料留在定模。當(dāng)型腔板 8 掛住墊圈 14 后，拉動了定距拉桿 13，從而帶動脫澆板 11 將流道凝料由拉料桿 10 上掛落。隨后，型腔板 8 受墊圈 16 的阻擋而停止移動，模具沿Ⅱ-Ⅱ面分型。推出時，推桿 2 帶動推件板 15 推出制品，此時，由于制品與閥桿 5 之間的附著力及真空作用，使閥桿 5 產(chǎn)生微動，閥桿頭部錐面與型心 7 的錐孔之間形成了間隔，空氣迅速通過間隔進入制品與型心 7 之間，消除其真空狀態(tài)，從而使制品順利推出。一旦真空狀態(tài)消除，彈簧 3 便帶動閥桿 5 重新復(fù)位。螺釘 6 起阻止推件板 15 因動作過猛脫離型心 7 的作用。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 26 頁 共 29 頁11 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 27 頁 共 29 頁致 謝時間過的很快，三年的大學(xué)生活一晃而過，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。離校之前，為了將我們?nèi)晁鶎W(xué)的知識系統(tǒng)進行復(fù)習(xí)和總結(jié)，為了達到學(xué)習(xí)的理論和實踐相結(jié)合，為了增強我們以后在社會的適應(yīng)能力。學(xué)校給我們布置了畢業(yè)設(shè)計題目，要求我們在老師的指導(dǎo)下完成畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識比較廣泛，很多都是我們所學(xué)課本上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，完成這樣復(fù)雜的工作需要一定的毅力和耐心。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計的經(jīng)驗及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但是在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設(shè)計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定大有益處。最后，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師楊占堯老師在這一段時間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致意深深的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負他們給予我的知識和對我們寄予的厚望！河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 28 頁 共 29 頁設(shè)計總結(jié)畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識比較廣泛，很多都是我們所學(xué)課本上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，完成這樣復(fù)雜的工作需要一定的毅力和耐心。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。本設(shè)計設(shè)計內(nèi)容為殼體塑料模設(shè)計，通過對制件的設(shè)計，基本掌握了對塑料模設(shè)計的方法及步驟，對塑料模有了更進一步的了解和認(rèn)識，對模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經(jīng)驗。本設(shè)計共分四章，分別對設(shè)計題目的來源、設(shè)計意義、零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇、工藝計算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核、加工工藝等幾方面進行了闡述。由于水平有限，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計老師的不吝指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。本設(shè)計中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇，例如模板的厚度，可以根據(jù)能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇（要滿足最小厚度要求，同時也不能太厚太重） 。同一塑件由不同的人設(shè)計有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過這次設(shè)計，我認(rèn)識到了除了正確掌握和應(yīng)用書本知識外，吸取他人的設(shè)計經(jīng)驗也是非常重要的。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書第 29 頁 共 29 頁參考文獻. 楊占堯主編 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